CN102160109A - 图像显示装置及图像显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可以降低因来自LED的光通过颜色不相对应的滤光片的漏光所产生的光晕现象,而对图像品质造成破坏的可能性的图像显示装置及图像显示方法。图像显示装置基于图像数据的灰度,对经由彩色滤光片向显示部照射光的、多种颜色的R-LED(11a)、G-LED(11b)、B-LED(11c)各自的发光率独立进行控制,在该图像显示装置中,对1帧RGB视频信号中的发光率和透射率控制值进行获取(S2),对漏光量进行计算,从而对是否有可能发生光晕现象进行检测(S3-S5)。在有可能发生光晕现象的情况下,对液晶显示装置所具备的LED(11a、11b、11c)的发光率进行控制,使LED(11a、11b、11c)的发光接近白色光(S8)。
Description
技术领域
本发明涉及一种对照射用于显示图像的光的光源进行驱动的图像显示装置及图像显示方法,以及对向显示部照射光的光源进行控制、并将图像显示于显示部的图像显示装置及图像显示方法。
背景技术
液晶显示装置利用液晶面板使照射自背光源的光透过或遮住,从而对图像进行显示。液晶显示装置中的颜色的再现性、对比度性能及功耗主要受液晶面板以及背光源的性能或控制的左右。近年来,提出了将背光源分割成多个区域,对每个区域的发光率进行控制的驱动方法(以下称为区域有源驱动)。
在区域有源驱动中,在所显示的图像的一部分为低亮度的情况下,降低与该部分相对应的背光源的区域的发光率,从而对应于该发光率,对液晶面板的透射率进行设定。这样,由于可以使每个区域的背光源的发光率达到最佳,因此可以降低整个背光源的功耗。另外,通过降低每个区域的发光率,可以减轻液晶显示中的泛光(例如,在关闭照明时,画面上的黑色隐约发亮的状态),另外还可以提高对比度和画质。
该区域有源驱动还可以在背光源中使用由红色(R)、绿色(G)、以及蓝色(B)这三种颜色的LED(发光二极管(Light-Emitting Diode))所形成的RGB-LED光源。在这种情况下,不仅需要对每个区域的发光率进行高低控制,还需要分别对区域内的三色的LED进行控制。具体而言,在与某个区域相对应的显示图像只由蓝色所构成的情况下,断开红色(R)的LED(以下称为R-LED)和绿色(G)的LED(以下称为G-LED),只接通蓝色(B)的LED(以下称为B-LED),根据B-LED的发光率对液晶显示面板的透射率进行设定。由此,可以显示出只有蓝色的色纯度较高的图像。这样,通过只对位于区域内的LED中所需要的LED进行控制,可以使功耗削减的效果高于白色光源的情况。并且,通过提高各原色的色纯度,可以提高显示图像的色域。
在如上所述的区域有源驱动中,在专利文献1中,揭示了可以对背光源的局部的亮度和颜色特性进行控制的装置及方法。在专利文献1所揭示的装置及方法中,将液晶显示面板分割成多个区域,由向各个区域照射光的多个LED构成背光源。而且,根据液晶显示面板的各个区域中的灰度的峰值,对LED的发光率进行控制。
专利文献1:日本专利特开2005-338857号公报
发明内容
然而,在使用了RGB-LED光源的区域有源驱动中,可能发生因液晶面板的彩色滤光片的特性而导致问题的情况。图9是表示液晶面板的彩色滤光片的透射特性与RGB各自的LED的波长的关系的示意图。例如,蓝色(B)的彩色滤光片(以下称为B-CF)的特性存在与G-LED的波长相重合的部分。因此,即使在想要利用B-CF只使B-LED的光透过的情况下,G-LED的光也会透过B-CF,从而产生多余的LED的漏光。在各LED的发光率相同且固定的情况下,由于相对于B-CF,B-LED的光的透射量与G-LED的光的透射量之比通常是固定的,因此,在设计时,通过算入与B-CF相对的G-LED的漏出量,能防止发生漏光。
然而,在各LED的发光率动态地发生变化的情况下,漏光量也会动态地发生变化。图10是用于对因发光率发生变化而产生的漏光进行说明的示意图。在图10中,在画面上,在蓝色的背景图像100上显示有绿色的矩形图像101。另外,画面被分割成包括区域A和区域B的多个区域,矩形图像101显示于区域A内,且设定其大小比区域A的大小要小一圈。另外,对于背光源也以与画面的各个区域相对应的方式进行分割,从而能对每个区域进行发光控制。
在这种情况下,在区域B中,由于只显示了蓝色的背景图像100,因此只有B-LED发光。因此,在区域B中,来自除B-LED以外的光不会通过B-CF,不会发生漏光,从而能显示纯度较高的蓝色。另一方面,在区域A中,由于显示有蓝色的背景图像100和绿色的矩形图像101,因此B-LED和G-LED都发光。因而,由于来自G-LED的光会通过B-CF,因此在区域A中会发生漏光。在该漏光量较多的情况下,会以明显比原来高的亮度显示蓝色的图像。因此,在画面上,沿着矩形图像101的轮廓的轮廓部102及其周围会因绿色的漏光而产生蓝色变亮的现象(周围能隐约看到光环的现象,以下称为光晕现象),从而破坏图像品质。另一方面,在过度减轻光晕现象的情况下,会破坏原来的图像色纯度。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供一种能减少漏光,从而能降低破坏图像品质的可能性的图像显示装置及图像显示方法。
另外,本发明的目的在于,提供一种能减少漏光而不会破坏图像的色纯度,从而能降低破坏图像品质的可能性的图像显示装置及图像显示方法。
本发明所涉及的图像显示装置基于显示部所显示的图像的灰度,对向包含彩色滤光片的所述显示部照射光的、多种颜色的光源各自的发光率独立地进行控制,其特征在于,包括:检测单元,该检测单元对亮度或颜色不均匀进行检测,该亮度或颜色不均匀产生于显示图像的所述显示部,且由来自与彩色滤光片相对应的光源以外的光源的漏光所引起;获取单元,该获取单元对所述光源各自的发光率进行获取;以及控制单元,该控制单元基于所述检测单元的检测结果和获取单元的获取结果,对所述光源的发光率进行控制,从而使由所有光源发光以合成的光的颜色接近白色。
本发明所涉及的图像显示装置基于显示部所显示的图像的灰度,对向包含彩色滤光片的所述显示部照射光的、多种颜色的光源各自的发光率独立地进行控制,其特征在于,包括:检测单元,该检测单元对多个区域检测是否存在亮度或颜色不均匀,该亮度或颜色不均匀产生于显示图像的所述显示部的部分区域,且由来自与彩色滤光片相对应的光源以外的光源的漏光所引起;获取单元,该获取单元对所述光源各自的发光率进行获取;以及控制单元,该控制单元基于所述检测单元检测到亮度不均匀或颜色不均匀的区域的数量、以及所述获取单元的获取结果,对所述光源的发光率进行控制,从而使由所有光源发光以合成的光的颜色接近白色。
本发明所涉及的图像显示装置的特征在于,还包括:禁止单元,该禁止单元在所述检测单元检测到亮度不均匀或颜色不均匀的区域的数量为规定值以上的情况下,禁止所述控制单元所进行的控制。
本发明所涉及的图像显示装置对于每个光源,根据显示部所显示的图像的灰度,对背光源的发光率进行控制,所述背光源具有向包含彩色滤光片的显示部照射光的多种颜色的光源,其特征在于,包括:检测单元,该检测单元检测是否存在亮度或颜色不均匀,该亮度或颜色不均匀产生于显示图像的所述显示部的部分区域,且由来自与彩色滤光片相对应的光源以外的光源的漏光所引起;获取单元,该获取单元对所述光源各自的发光率进行获取;以及控制单元,该控制单元基于所述获取单元的获取结果,对所述光源的发光率进行控制,从而使与所述检测单元检测到亮度不均匀或颜色不均匀的区域相对应的背光源的光源的发光接近白色光。
本发明所涉及的图像显示装置的特征在于,所述控制单元对所述光源的发光率进行控制,从而使所述光源的发光从所述检测单元所检测到的区域的周围向所述区域呈阶梯状地接近白色光。
本发明所涉及的通信装置的特征在于,所述控制单元对所述光源的发光率进行控制,从而对来自所述光源的光进行加色混合以使其接近白色。
本发明所涉及的图像显示装置的特征在于,所述控制单元对所述获取单元所获取到的亮度为最大的光源的发光率或亮度进行维持,对其他的光源的发光率或亮度进行控制。
本发明所涉及的图像显示装置的特征在于,所述检测单元对所述图像的每帧的亮度不均匀或颜色不均匀进行检测,所述控制单元在所述检测单元检测到连续多帧亮度不均匀或颜色不均匀的情况下,对所述光源的发光率进行控制。
本发明所涉及的图像显示装置的特征在于,所述控制单元以基于所述检测单元的检测结果而得到的速度,使所合成的光的颜色接近白色。
本发明所涉及的图像显示装置的特征在于,所述控制单元以基于所述检测单元检测到亮度不均匀或颜色不均匀的区域的数量而得到的速度,使所合成的光的颜色接近白色。
本发明所涉及的图像显示装置的特征在于,所述控制单元使由所述光源所合成的颜色呈阶梯状地接近白色。
本发明所涉及的图像显示装置的特征在于,所述图像显示装置还包括判断单元,所述判断单元在所述控制单元对所述光源的发光率进行控制时,基于所述检测单元的检测结果,对是否使所述控制单元的控制结束进行判断,当所述判断单元判断为使所述控制单元的控制结束的情况下,所述控制单元对所述光源的发光率进行控制,从而以比使所合成的光的颜色接近白色的速度要慢的速度来使所合成的光的颜色远离白色。
本发明所涉及的图像显示方法基于显示部所显示的图像的灰度,对向包含彩色滤光片的所述显示部照射光的、多种颜色的光源各自的发光率独立地进行控制,其特征在于,包括:对亮度或颜色不均匀进行检测的步骤,该亮度或颜色不均匀产生于显示图像的所述显示部,且由来自与彩色滤光片相对应的光源以外的光源的漏光所引起;在多种颜色的所述光源发光的情况下,分别对该光源的发光率进行获取的步骤;以及基于检测到的亮度不均匀或颜色不均匀、以及所获取到的发光率,对所述光源的发光率进行控制,从而使由所述光源发光以合成的光的颜色接近白色的步骤。
本发明所涉及的图像显示方法基于显示部所显示的图像的灰度,对向包含彩色滤光片的所述显示部照射光的、多种颜色的光源各自的发光率单独立地行控制,其特征在于,包括:对多个区域检测是否存在亮度或颜色不均匀的步骤,该亮度或颜色不均匀产生于显示图像的所述显示部的部分区域,且由来自与彩色滤光片相对应的光源以外的光源的漏光所引起;对所述光源各自的发光率进行获取的步骤;以及基于检测到亮度不均匀或颜色不均匀的区域的数量、以及所获取到的发光率,对所述光源的发光率进行控制,从而使由所有光源发光以合成的光的颜色接近白色的步骤。
本发明所涉及的图像显示方法对于每个光源,根据显示部所显示的图像的灰度,对背光源的发光率进行控制,所述背光源具有向包含彩色滤光片的显示部照射光的多种颜色的光源,其特征在于,包括:检测是否存在亮度或颜色不均匀的步骤,该亮度或颜色不均匀产生于显示图像的所述显示部的部分区域,且由来自与彩色滤光片相对应的光源以外的光源的漏光所引起;对所述光源各自的发光率进行获取的步骤;以及基于所获取到的发光率,对所述光源的发光率进行控制,从而使与检测到亮度不均匀或颜色不均匀的区域相对应的背光源的光源发光接近白色光的步骤。
在本发明中,当在显示部所显示的图像中产生亮度不均匀或颜色不均匀时,分别对光源进行控制,使由多个光源所合成的光的颜色接近白色。在使该合成的光接近白色光的情况下,液晶面板为了保持显示色而降低透射率。其结果是,可以降低因透过来自光源的不需要的光而使显示于显示部的图像品质遭到破坏的可能性。
在本发明中,在显示有图像的显示部上产生因来自除与彩色滤色片相对应的光源以外的光源的漏光而引起的亮度不均匀或颜色不均匀,在这种情况下,分别对光源进行控制,使由多个光源合成的光的颜色接近白色。在使该合成的光接近白色光的情况下,液晶面板为了保持显示色而降低透射率。其结果是,可以降低因透过来自光源的不需要的光而使显示于显示部的图像的品质遭到破坏的可能性。
在本发明中,当在显示于显示部的图像中产生亮度增加方向的亮度不均匀或颜色不均匀时,分别对光源进行控制,使由多个光源所合成的光的颜色接近白色。来自光源的光通过显示部的彩色滤光片,但彩色滤光片具有只使所需要的波长的光通过而遮住其他光的性质。因此,即使在多种颜色的光源发光的情况下,也可以通过将所合成的光设为白色光,从而利用彩色滤光片遮住白色光。其结果是,可以降低因透过来自光源的不需要的光而使显示于显示部的图像品质遭到破坏的可能性。
另外,根据检测到亮度不均匀或颜色不均匀的区域的数量来对光源的发光率进行控制,通过这样可以降低破坏显示部的色纯度的可能性。例如,在检测到亮度不均匀的区域数量较多的情况下,显示部的大部分上都可能会产生亮度不均匀或颜色不均匀。此时,对观众来说,会认为原来的图像就是存在亮度不均匀或颜色不均匀的图像,在这种情况下,观众可能不会注意到图像的亮度不均匀或颜色不均匀。因而,可以通过不对发光率进行控制,来优先防止因控制发光率而导致的色纯度的降低的情况。
在本发明中,通过呈阶梯状地使光源的发光接近白色光,可以通过减少发生亮度不均匀或颜色不均匀的区域的边界上的发光的急剧变化,从而抑制观众感到不协调的可能性。
在本发明中,可以通过使用红色(Red)、绿色(Green)、蓝色(Blue)这三种颜色的光源,等量地对各种颜色的光进行混合,来生成白色。
在本发明中,通过进行控制使发光率维持为最大的光源的发光率,可以消除亮度不均匀或颜色不均匀而不降低原来的色纯度,从而可以降低使所显示的图像品质遭到破坏的可能性。
在本发明中,在对由多个区域所构成的图像进行显示时,在连续多帧发生亮度不均匀或颜色不均匀的情况下,分别对光源进行控制。由此,可以降低因过度控制光源而导致色纯度下降、以使图像品质遭到破坏的可能性。此外,帧是指显示于一个画面的图像,若为例如依次对两个半帧进行显示的方式,则是指对三个半帧所构成的、对R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)的各个颜色进行合成而得到的图像。另外,若为隔行扫描方式,则是指对奇数行的扫描图像和偶数行的扫描图像进行合成而得到的图像,若为非隔行扫描方式,则是指利用垂直扫描所显示的图像。
在本发明中,以基于检测到亮度不均匀或颜色不均匀的结果的速度来使光接近白色,通过这样可以根据图像的内容对颜色进行变更。例如,在对不会注意到亮度不均匀或颜色不均匀的图像进行显示,而所检测出的程度较低的情况下,通过使光稍稍接近白色,可以不使正在对显示于显示部的图像进行收视的观众有颜色发生变化的不协调感。另外,可以降低因过度控制光源而导致色纯度下降、以使图像品质遭到破坏的可能性。另外,在对会注意到亮度不均匀或颜色不均匀的图像进行显示的情况下,通过使光基本为白色光,可以使亮度不均匀或颜色不均匀立即消失,从而可以不破坏图像的品质。
在本发明中,以基于检测到亮度不均匀或颜色不均匀的结果的速度来使光接近白色,通过这样可以根据图像的内容对颜色进行变更。例如,在对不会注意到亮度不均匀的图像进行显示,而所检测出的程度较低的情况下,通过使光稍稍接近白色,可以不使正在对显示于显示部的图像进行收视的观众有颜色发生变化的不协调感。另外,可以降低因过度控制光源而导致色纯度下降、以使图像品质遭到破坏的可能性。另外,在对会注意到亮度不均匀或颜色不均匀的图像进行显示的情况下,通过使光基本为白色光,可以使亮度不均匀或颜色不均匀立即消失,从而可以不破坏图像的品质。
在本发明中,通过使所合成的光的颜色呈阶梯状地接近白色,可以不使观众有颜色发生变化的不协调感。
在本发明中,在结束发光率的控制时,对光源进行控制,使所合成的颜色以比变成白色时要慢的速度来远离白色。由此,不会出现因颜色发生急剧变化而导致观众感到不协调的情况。
在本发明中,在显示有图像的显示部上产生因来自除与彩色滤色片相对应的光源以外的光源的漏光而引起的亮度不均匀或颜色不均匀,在这种情况下,分别对光源进行控制,使由多个光源合成的光的颜色接近白色。通过使该合成的光接近白色光,可以降低显示部的透射率,从而降低因透过来自光源的不需要的光而破坏显示于显示部的图像品质的可能性。在使该合成的光接近白色光的情况下,液晶面板为了保持显示色而降低透射率。其结果是,可以降低因透过来自光源的不需要的光而破坏显示于显示部的图像品质的可能性。
另外,根据检测到亮度不均匀或颜色不均匀的区域的数量来对光源的发光率进行控制,通过这样可以降低破坏显示部的色纯度的可能性。例如,在检测到亮度不均匀的区域数量较多的情况下,显示部的大部分上都可能会产生亮度不均匀或颜色不均匀。此时,对观众来说,会认为原来的图像就是存在亮度不均匀或颜色不均匀的图像,在这种情况下,观众可能不会注意到图像的亮度不均匀或颜色不均匀。因而,可以通过不对发光率进行控制,来优先防止因控制发光率而导致的色纯度的降低的情况。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的液晶显示装置的结构的框图。
图2是示意性地表示背光源的结构的的图。
图3A是表示不同混合率下的各色LED的发光率的示意图,示出了混合率为0的情况。
图3B是表示不同混合率下的各色LED的发光率的示意图,示出了混合率为1的情况。
图3C是表示不同混合率下的各色LED的发光率的示意图,示出了混合率为0.4的情况。
图4A是表示以混合率33%对LED的发光率进行变更的情况下的发光率的示意图,示出了变更前的情况。
图4B是表示以混合率33%对LED的发光率进行变更的情况下的发光率的示意图,示出了变更后的情况。
图5A是表示帧内的每个区域中所确定的LED的混合率的图。
图5B是表示帧内的每个区域中所确定的LED的混合率的图。
图5C是表示帧内的每个区域中所确定的LED的混合率的图。
图6是表示控制部及视频处理部所执行的处理的流程图。
图7A是表示未减轻光晕现象的图案的一个例子的图。
图7B是表示减轻了光晕现象的图案的一个例子的图。
图8是表示控制部及视频处理部所执行的处理的流程图。
图9是表示液晶面板的彩色滤光片的透射特性与RGB各自的LED的波长的关系的示意图。
图10是用于对因发光率发生变化而产生的漏光进行说明的示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。本实施方式所涉及的液晶显示装置是本发明的图像显示装置,基于输入自外部的RGB视频信号对图像进行显示。RGB视频信号可以是利用电视电波所接收到的信号,也可以是读取自DVD(数字化视频光盘(Digital Versatile Disc))等记录介质的信号,还可以是经由互联网所输入的信号。
[实施例1]
图1是表示本实施方式所涉及的液晶显示装置的结构的框图。
液晶显示装置包括控制部1、视频处理部2、区域有源处理部3、以及对显示面板部10和背光源11进行驱动的驱动部4。显示面板部10的背面侧配置有背光源11,其正面侧配备有基于所输入的RGB视频信号对图像进行显示的显示部。显示面板部10具有显示元件,该显示元件具有与画面显示分辨率相对应的像素数。显示元件具有只使所需要的光(波长)透过而对其他的光(波长)进行遮挡的彩色滤光片,从而可以使红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)这三种颜色中的某种颜色的光透过。光透过显示元件,从而在显示部上显示出彩色图像。此外,透过显示元件的光的透射量由显示元件的透射率所确定。所谓透射率,是指液晶面板可以使由背光源11所照射的光通过的比例。
背光源11是从显示面板部10的背面侧照射光的光源。图2是示意性地表示背光源11的结构的的图。背光源11被整体分割成多个矩形的区域110,在各个区域110中,设置有R-LED11a、G-LED11b、以及B-LED11c。在每个区域110中,对背光源11进行发光控制。此外,在图2中,在区域110中,分别设有一个LED11a、一个LED11b、和一个LED11c,但也可以设置多个。例如,在需要光量的情况下,也可以设置两个以上颜色相同的LED。
视频处理部2对所输入的RGB视频信号进行各种信号处理。例如,视频处理部2对以一定的时间间隔从RGB视频信号中提取出的图像数据(以下称为帧)进行获取,对图像数据的灰度进行获取,并对图像数据的尺寸进行调整等,从而向控制部1和区域有源处理部3输出所获取到的各种信息。另外,视频处理部2适当地执行如下信号处理,包括:生成RGB信号的处理、数字转换处理、色彩空间转换处理、比例缩放处理、色彩修正处理、同步检测处理、γ修正处理、以及OSD(屏幕视控***(On-Screen Display))显示处理等。
区域有源处理部3基于输入自视频处理部2的图像数据的灰度、以及输入自控制部1的后述混合率,根据与区域110相对应的1帧中的各个颜色成分的峰值,来确定各个LED11a、11b、11c的最合适的发光率。例如,1帧中的RGB各个颜色成分的峰值与动态范围相比,红色(R)成分为10%、绿色(G)成分为60%、蓝色(B)成分为30%,在这样的情况下,区域有源处理部3将各个LED11a、11b、11c的发光率也设为10%、60%、30%。区域有源处理部3以帧为单位,对于整个区域110来确定该发光率。
另外,区域有源处理部3基于图像数据的灰度和所确定的发光率,对于每一帧来确定对显示面板部10的显示元件的透射率进行控制的透射率控制值(电压值)。区域有源处理部3将所确定的发光率和透射率控制值(电压值)输出至控制部1和驱动部4。
此外,来自显示面板部10的显示元件的光的透射量是在与显示元件相对应的颜色的LED的发光率上乘以该显示元件的透射率后得到的值。通过基于图像数据的灰度来确定发光率和透射率控制值,例如,在显示面板部10的某个区域内的图像数据的灰度较小的情况下,通过减小与该区域相对应的区域110内的LED的发光率,可以降低背光源11的功耗。
驱动部4具有面板驱动部41以及背光源驱动部42。面板驱动部41是显示面板部10的驱动电路,利用输入自区域有源处理部3的透射率控制值,对显示面板部10的显示元件的透射率进行控制。输出自面板驱动部41的透射率控制值(电压值)对显示面板部10的各个显示元件内的电极进行充电。而且,显示元件所涉及的液晶的倾斜量随着所充入的电压的变化而变化,结果,对显示元件的透射率进行控制。背光源驱动部42是背光源11的驱动电路,基于输入自区域有源处理部3的发光率,对背光源11的各个LED11a、11b、11c的发光率进行控制。背光源驱动部42对每个区域110中的各个LED11a、11b、11c进行控制。
控制部1是由CPU(中央处理器(Central Processing Unit))以及ROM(只读存储器(Read Only Memory))等所构成的微机,通过分别对液晶显示装置所包含的各个部分进行控制,从而对整个液晶显示装置进行控制。例如,控制部1从区域有源处理部3获取透射率控制值(电压值)、以及各个LED11a、11b、11c的发光率等。控制部1基于从视频处理部2和区域有源处理部3所获取的信息,对各个区域110中发生光晕现象(亮度不均匀或颜色不均匀)的可能性进行判断。在有可能发生光晕现象的情况下,为了减轻光晕现象,控制部1对混合率进行变更。
接着,对判断是否发生光晕现象的方法进行说明。
如上所述,所谓光晕现象,是指因来自LED的光通过颜色不相对应的滤光片的漏光所产生的、在图像的轮廓及其周围隐约能看到光环的现象。控制部1利用各个LED11a、11b、11c的发光率的平衡、以及显示元件的透射率的平衡,对该光晕现象的发生进行检测。为了进行具体说明,作为前提,在图10的区域A中,将各个LED11a、11b、11c的发光率设为0%、80%、20%,在区域B中,将各个LED11a、11b、11c的发光率设为0%、0%、20%,将显示元件的透射率设为100%。另外,将来自G-LED11b的、对蓝色(B)的漏光设为G-LED11b的10%,设漏光的容许值相对于蓝色(B)的透射量不足20%。所谓漏光的容许值,是指有可能会破坏图像品质的漏光量的极限值。
在这种情况下,由于G-LED11b的发光率为80%,因此漏光量为8%。另外,由于B-LED11c的发光率为20%,因此漏光量的容许值为4%。由于G-LED11b的漏光量为8%,因此,大于B-LED11c的漏光量的容许值。即,在轮廓部102及其周围,由于在来自B-LED11c的光中,混入了来自G-LED11b的光,因此,轮廓部102及其周围的蓝色的图像显示为比原来要亮的蓝色。因而,视频处理部2对漏光量进行计算,从而根据计算的结果,对发生光晕现象的可能性进行判断。
视频处理部2在每一帧中以显示元件的一个像素为单位,对上述光晕现象的可能性进行判断。接着,视频处理部2对与可能存在光晕现象的像素的纵向或横向相邻的像素也进行判断,从而对可能存在光晕现象的像素的连续性进行检测。当多个纵向或横向的像素上有可能发生光晕现象的情况下,换而言之,当1帧内有可能发生规定面积(例如,1帧的面积的50%)的光晕现象的情况下,视频处理部2判断为在该帧内存在发生光晕现象的可能性。而且,控制部1对判断为可能存在光晕现象的帧的连续性进行判断,例如判断为连续有4帧可能存在光晕现象,在这种情况下,确定执行减轻光晕现象的处理。
此外,在本实施方式中,只示出了对发生光晕现象的可能性进行判断的方法的一个例子,光晕现象的检测方法、判断为发生了光晕现象的条件等可以适当地进行变更。
接着,对减轻所发生的光晕现象的方法进行说明。
区域有源处理部3在减轻光晕现象时,利用加色混合使LED11a、11b、11c所发光的合成光接近白色光。由于白色光的各色LED的发光率相等,因此,为了接近白色光,区域有源处理部3进行控制以使各个LED11a、11b、11c的发光率变得相同。在本实施方式中,不对发光率最大的LED进行控制,而进行控制以使其他的LED的发光率接近最大的发光率。例如,在G-LED11b的发光率为最大的情况下,区域有源处理部3使R-LED11a和B-LED11c的发光率接近G-LED11b的发光率。
控制部1为了使LED11a、11b、11c所发光的合成光接近白色光而来确定混合率。所谓混合率,是指对各个LED11a、11b、11c的发光率进行变更时的比例。例如,各个LED11a、11b、11c的发光率是由区域有源处理部3所确定的,且最适合于图像数据的各个颜色成分的发光率,在这种情况下,混合率为0。换而言之,在混合率为0的情况下,控制部1不对LED11a、11b、11c的发光率进行控制。另外,在使LED11a、11b、11c的发光率与最大发光率相一致的情况下,即,在使背光源11为白色光源的情况下,混合率为1。
混合率可以根据规定的函数来确定。例如,在将混合率“0”的各个发光率设为r1、g1、b1,将白色光源的各个发光率设为r2、g2、b2,将混合率设为m(0≤m≤1),在这种情况下,根据混合率所获得的发光率rm、gm、bm分别如下所示。
rm=(r2-r1)×m+r1
gm=(g2-g1)×m+g1
bm=(b2-b1)×m+b1
图3A是表示不同混合率下的各色LED的发光率的示意图,其中混合率为0,图3B表示混合率为1的情况,图3C表示混合率为0.4的情况。在混合率为0的情况下,各个LED11a、11b、11c的发光率为10%、60%、30%(参照图3A)。在混合率为1的情况下,各个LED11a、11b、11c的发光率都为60%(参照图3B)。在混合率为0.4的情况下,各个LED11a、11b、11c的发光率为30%、60%、42%(参照图3C)。
控制部1根据视频处理部2的检测结果来确定最适合的混合率,通过这样使某个颜色的LED的漏光量降至其他颜色的LED的漏光量的容许值以下,从而可以减轻光晕现象。例如,在使用了上述图10的例子的情况下,将混合率确定为33%。
图4A和图4B是表示以混合率33%对LED11a、11b、11c的发光率进行变更的情况下的发光率的示意图,图4A表示变更前的情况,图4B表示变更后的情况。在区域A的情况下,LED11a、11b、11c的发光率为26%、80%、40%,在区域B的情况下,LED11a、11b、11c的发光率为6%、6%、20%。在这种情况下,发光率为80%的G-LED11b的漏光量为8%。另外,发光率为40%的B-LED11c的漏光量为4%,其容许值为漏光量的两倍即8%。由于G-LED11b的漏光量为8%,因此,在B-LED11c的漏光量的容许值以下。其结果是,可以减轻轮廓部102及其周围所发生的光晕现象。
此外,控制部1可以基于所确定的混合率,只对发生了光晕现象的区域110内所包含的LED11a、11b、11c进行控制,也可以对整个区域110的LED11a、11b、11c进行控制。在只对发生了光晕现象的区域110的LED11a、11b、11c进行控制的情况下,可以防止因对未发生光晕现象的区域110的LED11a、11b、11c进行控制而导致与该区域110相对应的显示画面的色纯度下降。另外,通过将发光率控制得较低,可以降低背光源11的功耗。另一方面,在对整个区域110的LED11a、11b、11c进行控制的情况下,可以使整个画面的色纯度一致,并且,由于可以简化处理,因此,可以减小电路规模的大小。
控制部1也可以对发生光晕现象的区域及其周围所包含的LED11a、11b、11c的混合率进行变更。图5A、图5B、以及图5C是表示帧内的每个区域110中所确定的LED11a、11b、11c的混合率的图。图5表示对背光源11进行分割后的各个区域110的LED11a、11b、11c的混合率。另外,在图5中,设发生光晕现象的区域为区域120。
例如,如图5A所示,在控制部1将区域120的LED11a、11b、11c的混合率设为1的情况下,将与区域120纵向或横向相邻的四个区域110的LED11a、11b、11c的混合率确定为0.5。而且,控制部1将其他区域110的LED11a、11b、11c的混合率确定为0。即,LED11a、11b、11c的混合率从混合率0的区域110向区域120呈阶梯状地接近1。由此,可以不会使观众产生LED11a、11b、11c的发光颜色只在区域120周围发生变化的不协调感。
如图5B所示,在区域120的LED11a、11b、11c的混合率为0.5的情况下,控制部1将与区域120相邻的区域110的LED11a、11b、11c的混合率确定为0.25,将其他区域的LED11a、11b、11c的混合率确定为0。由此,LED11a、11b、11c的混合率从混合率0的区域110向区域120呈阶梯状地接近0.5。
如图5C所示,在将区域120所包含的LED11a、11b、11c的混合率设为1的情况下,控制部1将混合率从混合率0的区域向区域120依次确定为0.25、0.5、0.75。在这种情况下,与图5A和图5B的情况相比,可以更平稳地对色纯度进行变更。
另外,控制部1在对所确定的混合率进行变更的情况下,可以使LED11a、11b、11c的发光连续地接近白色光,也可以使LED11a、11b、11c的发光呈阶梯状地接近白色光。例如,可以通过连续变化,来平稳地对色纯度进行变更,另外,可以通过在观众不注意的时刻呈阶梯状地变化,对色纯度进行变更,而不会使观众产生不协调感。另外,控制部1也可以对向白色光接近的速度进行适当变更。例如,根据发生光晕现象的位置或所产生的光晕的尺寸,观众可能不会注意到光晕现象。在这种情况下,可以通过慢慢接近白色,使观众不会注意到显示面板部10上所显示的图像的颜色发生了变化。另外,在通过更快地接近白色来消除光晕现象的情况下,可以显示不对图像的品质造成破坏的图像。
在采用如上所述的结构的液晶显示装置中,来说明对所输入的RGB视频信号进行画面显示时的动作。图6是表示控制部1及视频处理部2所执行的处理的流程图。
视频处理部2对输入自外部的RGB视频信号进行获取(S1),对1帧中的RGB视频信号的发光率和透射率控制值进行获取(S2)。视频处理部2对由区域有源处理部3所确定的发光率和透射率控制值进行获取,或在视频处理部2内部对它们进行推测。视频处理部2对在显示元件的一个像素中是否有可能发生光晕现象进行检测(S3),对有可能发生光晕现象的像素的连续数量是否为规定值进行检测(S4)。根据该结果,对在帧中是否有可能发生光晕现象进行检测(S5)。具体而言,视频处理部2如上所述,对LED的漏光量进行计算,基于所计算出的结果,对是否有可能发生光晕现象进行检测。
控制部1根据S5的检测结果,对帧中是否有可能发生光晕现象进行判断(S6)。在不可能发生光晕现象的情况下(S6:NO),控制部1结束在本帧中的处理,并对下一帧执行相同的处理。在有可能发生光晕现象的情况下(S6:YES),控制部1对被判断为有可能发生光晕现象的帧是否是连续4帧以上进行判断(S7)。在不连续的情况下(S7:NO),控制部1结束在本帧中的处理,并对下一帧执行相同的处理。
在连续4帧以上的情况下(S7:YES),控制部1执行减轻光晕现象的处理(S8)。具体而言,控制部1对最适合的混合率进行确定,使某个颜色的LED的漏光量降至其他颜色的LED的漏光量的容许值以下,从而减轻光晕现象。此时,控制部1可以只对发生光晕现象的区域110内所包含的LED11a、11b、11c进行控制,也可以对整个区域110的LED11a、11b、11c进行控制。之后,控制部1结束本处理。
此外,控制部1在对LED11a、11b、11c的混合率进行控制的情况下,在发生光晕现象的可能性消失时,结束对LED的混合率的控制。即,控制部1进行控制,以使接近于白色光的LED11a、11b、11c的发光远离白色光。
如上所述,本实施方式所涉及的液晶显示装置对于RGB视频信号以帧为单位进行发生光晕现象的可能性的判断,有可能发生光晕现象的帧是连续的,在这种情况下,使LED11a、11b、11c的发光接近白色光。由此,可以利用显示元件的彩色滤光片遮住白色光,从而可以减少来自背光源11的漏光量。其结果是,可以降低因透过来自背光源11的不需要的光而使显示于显示面板部10的图像品质遭到破坏的可能性。
此外,在本实施方式中,在判断为连续4帧有可能发生光晕现象的情况下,进行减轻光晕现象的处理,但可以适当地对帧的连续数进行变更。例如,也可以根据提取帧的时间间隔来确定连续数。另外,如上所述,可以只对发生光晕现象的区域110的LED11a、11b、11c进行控制,也可以对整个区域110的LED11a、11b、11c进行控制。
实施方式2
接着,对本发明所涉及的实施方式2进行说明。在实施方式1中,仅对是否有可能发生光晕现象进行了判断,而在本实施方式中,将对发生光晕现象的可能性的程度进行判断。而且,将根据其程度,对控制LED的混合率的速度进行变更。下面,只对其不同点进行说明。
本实施方式所涉及的液晶显示装置的控制部1基于漏光量,将发生光晕现象的可能性分成10个等级来进行评价,用基于评价结果的速度,使LED11a、11b、11c的混合率变化。这里,所谓混合率的变化,包括使LED11a、11c、11c的发光接近白色光的情况、以及使LED11a、11c、11c的发光远离白色光的情况。另外,所谓远离白色光的情况,是指以某个混合率对LED11a、11b、11c的混合率进行控制,结果使光晕现象消失(减轻),在这之后,对混合率进行控制以使其回到(接近)0的情况。控制部1将没有漏光且不发生光晕现象的情况设为等级0,而将例如漏光量为漏光量的容许值的两倍的情况设为等级10,从而根据漏光量来确定等级。
在使LED11a、11b、11c的发光接近白色光的情况下,控制部1使等级转变一级约耗费60msec的时间。例如,在发生光晕现象的可能性为等级4的情况下,要转移至为了减轻光晕现象而确定的混合率的控制,控制部1将耗费240(60×4)msec,以使LED11a、11b、11c的发光接近白色光。
在使LED11a、11b、11c的发光远离白色光的情况下,控制部1使等级转变一级约耗费250msec的时间。例如,在评价为发生光晕现象的可能性为等级4之后,在光晕现象消失(变成等级0)的情况下,为了转移至使混合率为0的控制,控制部1将耗费1000(250×4)msec,以使LED11a、11b、141c的发光远离白色光。
这样,通过在短时间内达到使LED11a、11b、11c的发光接近白色光的速度,可以对图像进行显示而使观众注意不到光晕现象的发生。另外,在远离白色光的情况下,使速度比接近白色光的情况要慢,从而可以抑制因图像的颜色发生急剧变化而使观众产生不协调感的可能性。
如以上说明,本实施方式所涉及的液晶显示装置在发生光晕现象的情况下,在短时间内使LED11a、11b、11c的发光接近白色光,从而减轻光晕现象。另外,液晶显示装置在光晕现象消失(减轻)的情况下,以比接近白色光的速度要慢的速度使LED11a、11b、11c的发光远离白色光。
此外,可以适当地对使LED11a、11b、11c的混合率发生变化的速度进行变更。例如,在图像发生了光晕现象而被注意到的情况下,也可以使LED11a、11b、11c的发光慢慢地接近白色光。在这种情况下,不会使观众对于颜色所发生的变化产生不协调感。另外,在图像发生的光晕现象被注意到的情况下,通过使LED11a、11b、11c的发光迅速接近白色光,可以立即使光晕现象消失,从而可以不破坏图像的品质。
实施方式3
接着,对本发明所涉及的实施方式3进行说明。在实施方式1和2中,若有可能发生光晕现象,则执行减轻光晕现象的处理,本实施方式与上述实施方式1和2的不同在于,根据发生光晕现象的可能性的程度不同,可能不进行减轻光晕现象的处理。下面,只对其不同点进行说明。
本实施方式所涉及的液晶显示装置的视频处理部2,以一个像素为单位对发生光晕现象的可能性进行判断,当判断为有可能发生光晕现象的像素占据例如一帧的一半以上的面积的情况下,对于该帧不进行减轻光晕现象的处理。在一帧中有一半以上的面积发生光晕现象的情况下,观众可能不会注意到光晕现象的发生。
图7A示出了不减轻光晕现象的图案的一个例子,图7B是表示减轻光晕现象的图案的一个例子的图。此外,图7表示以蓝天为背景以显示多片叶片的图像的情况。
例如,图7A的图案显示于显示面板部10,而所有叶片的图像上都发生了光晕现象,在这种情况下,几乎整个画面都发生了光晕现象。因此,对观众来说,可能会觉得所显示的光晕现象是原来的图像。因而,在一帧的一半以上的面积发生光晕现象的情况下,控制部1不进行减轻光晕现象的处理。由此,由于可以优先对原来颜色的图像进行显示,因此,可以提高图像的品质。
另一方面,在图7B的图案显示于显示面板部10,而所有叶片的图像上都发生了光晕现象的情况下,只有画面的一部分上发生了光晕现象。因此,对观众来说,可能会对光晕现象的部分产生不协调感。因而,控制部1在一帧的一半以下的面积发生光晕现象的情况下,进行减轻光晕现象的处理。
图8是表示控制部1及视频处理部2所执行的处理的流程图。
视频处理部2对输入自外部的RGB视频信号进行获取(S11),对1帧中的RGB视频信号的发光率和透射率控制值进行获取(S12)。视频处理部2对在显示元件的一个像素中是否有可能发生光晕现象进行检测(S13),对有可能发生光晕现象的像素的连续数量是否为规定值进行检测(S14)。具体而言,视频处理部2如上所述,对LED的漏光量进行计算,基于所计算出的结果来进行检测。
控制部1对帧中的光晕现象进行检测(S15),从而对是否有可能发生光晕现象进行判断(S16)。在不可能发生光晕现象的情况下(S16:NO),控制部1结束在本帧中的处理,并对下一帧执行相同的处理。在有可能发生光晕现象的情况下(S16:YES),控制部1对至此为止的所有被判断为有可能发生光晕现象的像素的总和是否占1帧的面积的50%进行判断(S17)。例如,在几乎整个画面都发生了光晕现象的情况下,观众可能会判断为光晕属于原来的图像,从而不会注意到光晕现象。另一方面,在画面的一部分发生光晕现象的情况下,观众可能会对所显示的内容产生不协调感。
在所有判断为可能发生光晕现象的像素的总和不占面积的50%以下的情况下(S17:NO),由于画面的一半以上发生了光晕现象,因此,控制部1判断为观众不会注意到光晕现象,从而结束本处理而不进行减轻光晕现象的处理。在占面积的50%以下的情况下(S17:YES),控制部1判断为本帧中有可能会发生光晕现象,从而继续对判断为有可能发生光晕现象的帧是否为连续4帧进行判断(S18)。
在不是连续4帧的情况下(S18:NO),控制部1结束在本帧中的处理,并对下一帧执行相同的处理。由于根据判断为有可能发生光晕现象的帧的连续性不同,也有可能不执行减轻光晕现象的处理,因此,通过根据需要来对光源进行控制,可以减小因降低色纯度而破坏图像的品质的可能性。在为连续4帧的情况下(S18:YES),控制部1执行减轻光晕现象的处理(S19)。具体而言,控制部1对最适合的混合率进行确定,使某个颜色的LED的漏光量降至其他颜色的LED的漏光量的容许值以下,从而减轻光晕现象。此时,控制部1可以只对发生光晕现象的区域110内所包含的LED11a、11b、11c进行控制,也可以对整个区域110的LED11a、11b、11c进行控制。之后,控制部1结束本处理。
如以上说明,本实施方式所涉及的液晶显示装置,在有可能发生光晕现象的像素占据规定面积的情况时,不进行减轻光晕现象的处理,而在面积为规定面积以下的情况时,进行减轻光晕现象的处理。由此,由于即使复杂的图形发生了光晕现象,观众也不会注意到光晕现象,因此,通过不进行减轻光晕现象的处理,可以对维持有原来色纯度的图像进行显示。
此外,控制部1可以如实施方式1所示,在应该进行减轻光晕现象的处理的帧为连续的情况下,进行减轻光晕现象的处理,也可以对每一帧进行减轻光晕现象的处理。另外,虽然将有可能发生光晕现象的像素所占的面积设成了帧的50%,但可以适当地进行变更。例如,也可以在有可能发生光晕现象的像素数量相对于像素总数占规定比例以上的情况下,不进行减轻光晕现象的处理。
以上,对本发明的优选实施方式进行了具体说明,但可以对各个结构和动作等适当地进行变更,并不局限于上述实施方式。
标号说明
1 控制部(检测单元、控制单元、获取单元、禁止单元)
2 视频处理部(控制单元、禁止单元)
3 区域有源处理部
4 驱动部
10 显示面板部
11 背光源
11a R-LED
11b G-LED
11c B-LED
Claims (15)
1.一种图像显示装置,该图像显示装置基于显示部所显示的图像的灰度,对向包含彩色滤光片的所述显示部照射光的、多种颜色的光源各自的发光率独立地进行控制,其特征在于,包括:
检测单元,该检测单元对亮度或颜色不均匀进行检测,该亮度或颜色不均匀产生于显示图像的所述显示部,且由来自与彩色滤光片相对应的光源以外的光源的漏光所引起;
获取单元,该获取单元对所述光源各自的发光率进行获取;以及
控制单元,该控制单元基于所述检测单元的检测结果和获取单元的获取结果,对所述光源的发光率进行控制,从而使由所有光源发光以合成的光的颜色接近白色。
2.一种图像显示装置,该图像显示装置基于显示部所显示的图像的灰度,对向包含彩色滤光片的所述显示部照射光的、多种颜色的光源各自的发光率独立地进行控制,其特征在于,包括:
检测单元,该检测单元对多个区域检测是否存在亮度或颜色不均匀,该亮度或颜色不均匀产生于显示图像的所述显示部的部分区域,且由来自与彩色滤光片相对应的光源以外的光源的漏光所引起;
获取单元,该获取单元对所述光源各自的发光率进行获取;以及
控制单元,该控制单元基于所述检测单元检测到亮度不均匀或颜色不均匀的区域的数量、以及所述获取单元的获取结果,对所述光源的发光率进行控制,从而使由所有光源发光以合成的光的颜色接近白色。
3.如权利要求2所述的图像显示装置,其特征在于,还包括:
禁止单元,该禁止单元在所述检测单元检测到亮度不均匀或颜色不均匀的区域的数量为规定值以上的情况下,禁止所述控制单元所进行的控制。
4.一种图像显示装置,该图像显示装置对于每个光源,根据显示部所显示的图像的灰度,对背光源的发光率进行控制,所述背光源具有向包含彩色滤光片的显示部照射光的多种颜色的光源,其特征在于,包括:
检测单元,该检测单元检测是否存在亮度或颜色不均匀,该亮度或颜色不均匀产生于显示图像的所述显示部的部分区域,且由来自与彩色滤光片相对应的光源以外的光源的漏光所引起;
获取单元,该获取单元对所述光源各自的发光率进行获取;以及
控制单元,该控制单元基于所述获取单元的获取结果,对所述光源的发光率进行控制,从而使与所述检测单元检测到亮度不均匀或颜色不均匀的区域相对应的背光源的光源的发光接近白色光。
5.如权利要求4所述的图像显示装置,其特征在于,
所述控制单元对所述光源的发光率进行控制,从而使所述光源的发光从所述检测单元所检测到的区域的周围向所述区域呈阶梯状地接近白色光。
6.如权利要求1至5的任一项所述的图像显示装置,其特征在于,
所述控制单元对所述光源的发光率进行控制,从而对来自所述光源的光进行加色混合以使其接近白色。
7.如权利要求1至6的任一项所述的图像显示装置,其特征在于,
所述控制单元对所述获取单元所获取到的亮度为最大的光源的发光率或亮度进行维持,对其他的光源的发光率或亮度进行控制。
8.如权利要求1至7的任一项所述的图像显示装置,其特征在于,
所述检测单元对所述图像的每帧的亮度不均匀或颜色不均匀进行检测,
所述控制单元在所述检测单元检测到连续多帧亮度不均匀或颜色不均匀的情况下,对所述光源的发光率进行控制。
9.如权利要求1至8的任一项所述的图像显示装置,其特征在于,
所述控制单元以基于所述检测单元的检测结果而得到的速度,使所合成的光的颜色接近白色。
10.如权利要求1至5的任一项所述的图像显示装置,其特征在于,
所述控制单元以基于所述检测单元检测到亮度不均匀或颜色不均匀的区域的数量而得到的速度,使所合成的光的颜色接近白色。
11.如权利要求9或10所述的图像显示装置,其特征在于,
所述控制单元使由所述光源所合成的颜色呈阶梯状地接近白色。
12.如权利要求9至11的任一项所述的图像显示装置,其特征在于,
所述图像显示装置还包括判断单元,所述判断单元在所述控制单元对所述光源的发光率进行控制时,基于所述检测单元的检测结果,对是否使所述控制单元的控制结束进行判断,
当所述判断单元判断为使所述控制单元的控制结束的情况下,所述控制单元对所述光源的发光率进行控制,从而以比使所合成的光的颜色接近白色的速度要慢的速度来使所合成的光的颜色远离白色。
13.一种图像显示方法,该图像显示方法基于显示部所显示的图像的灰度,对向包含彩色滤光片的所述显示部照射光的、多种颜色的光源各自的发光率独立地进行控制,其特征在于,包括:
对亮度或颜色不均匀进行检测的步骤,该亮度或颜色不均匀产生于显示图像的所述显示部,且由来自与彩色滤光片相对应的光源以外的光源的漏光所引起;
在多种颜色的所述光源发光的情况下,分别对该光源的发光率进行获取的步骤;以及
基于检测到的亮度不均匀或颜色不均匀、以及所获取到的发光率,对所述光源的发光率进行控制,从而使由所述光源发光以合成的光的颜色接近白色的步骤。
14.一种图像显示方法,该图像显示方法基于显示部所显示的图像的灰度,对向包含彩色滤光片的所述显示部照射光的、多种颜色的光源各自的发光率单独立地行控制,其特征在于,包括:
对多个区域检测是否存在亮度或颜色不均匀的步骤,该亮度或颜色不均匀产生于显示图像的所述显示部的部分区域,且由来自与彩色滤光片相对应的光源以外的光源的漏光所引起;
对所述光源各自的发光率进行获取的步骤;以及
基于检测到亮度不均匀或颜色不均匀的区域的数量、以及所获取到的发光率,对所述光源的发光率进行控制,从而使由所有光源发光以合成的光的颜色接近白色的步骤。
15.一种图像显示方法,该图像显示方法对于每个光源,根据显示部所显示的图像的灰度,对背光源的发光率进行控制,所述背光源具有向包含彩色滤光片的显示部照射光的多种颜色的光源,其特征在于,包括:
检测是否存在亮度或颜色不均匀的步骤,该亮度或颜色不均匀产生于显示图像的所述显示部的部分区域,且由来自与彩色滤光片相对应的光源以外的光源的漏光所引起;
对所述光源各自的发光率进行获取的步骤;以及
基于所获取到的发光率,对所述光源的发光率进行控制,从而使与检测到亮度不均匀或颜色不均匀的区域相对应的背光源的光源发光接近白色光的步骤。
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